Евгений Романцев - Закономерные чудеса

В Нагасаки облучению смертельными дозами ионизирующей радиации подверглись все, кто находился на поверхности земли на расстоянии одного километра от эпицентра. 73 884 человека были убиты сразу. 74 904 — получили тяжелые увечья.

Мирный атом уже сегодня приносит огромную пользу человечеству.

Облучение злокачественных опухолей прекращает их рост. Поэтому лучевая терапия — один из основных методов лечения раковых заболеваний.

Облучение в дозе 100 тысяч бэр убивает микроорганизмы и используется для стерилизации в медицинских целях. Проникающие лучи используют и для консервации пищевых продуктов.

Семена растений, облученные в строго определенной дозе, прорастают и созревают быстрее, дают повышенные урожаи.

Все та же ионизирующая радиация служит для выведения новых сортов полезных растений, полезных микроорганизмов.

Какой необыкновенно широкий спектр биологического действия ионизирующей радиации!

Незначительные дозы природного радиационного фона как обязательные факторы внешней среды. Это один полюс биологического действия. Дозы гамма-лучей в количестве нескольких сотен бэр, таящие в себе смертельную опасность для жизни. Это другой полюс. Таким образом все зависит от того, в каких целях будет использоваться ионизирующая радиация.

Странно, но факт: в процессе эволюции живые организмы не выработали органов чувств, способных ощущать ионизирующую радиацию. Ведь на всем протяжении эволюционного процесса она не представляла опасности для живой клетки.

А если мощный поток энергии из источников ионизирующей радиации ворвется в здоровую живую клетку, если раздастся такой беззвучный залп? Ведь при этом количество поглощенной энергии всегда бывает ничтожно мало, а биологический эффект значителен. Это один из самых загадочных феноменов радиационной биохимии. Попробуем разобраться в том, что происходит.

Организм облучен гамма-лучами в дозе 1000 бэр. Кванты ворвались в клетку. Та часть энергии, которая поглотилась, немедленно преобразовалась в возбужденные и ионизированные атомы и молекулы. Еще одна стотысячная секунды — ив молекулах произойдут серьезные изменения.

Но на практике, например, при лечении раковых заболеваний, облучение продолжается длительно. А это значит, что каждый из мгновенно протекающих процессов повторяется многократно в течение всего периода облучения. Следовательно, все время происходят и молекулярные изменения.

Кванты энергии несоизмеримо малы по сравнению с атомами и молекулами. Для квантов энергии клетка в определенном смысле "дырява". При облучении часть квантов пройдет клетку насквозь и не вызовет никакого биологического эффекта. Но какая-то другая часть энергии все же поглотится, и вот только эта поглощенная энергия поразит клетку.

Влетевшая в клетку ионизирующая частица может выбить электроны из атомов и разорвать определенные химические связи. Изменяется химическая структура молекулы и одновременно с этим ее химические свойства. А это означает нередко начало конца клетки.

Клетка — это своего рода единица живой материи. Каждая клетка окружена полупроницаемой оболочкой, мембраной. Она состоит из белков и липидов и служит настоящим барьером проницаемости различных веществ в клетку. В мембране содержатся (иногда говорят, встроены) разнообразные ферменты, ускорители химических процессов. Она играет исключительно важную роль в системе активного переноса ионов натрия и калия.

Внутри клетки расположено ядро. Оно окружено ядерной оболочкой с крупными порами. Внутри ядра сосредоточен генетический аппарат клетки — ДНК. Кислота, в свою очередь, связана с белком, который называют гистоном. ДНК находится не в свободном состоянии, а организована в так называемые хромосомы.

Внутри клеток можно заметить много других мельчайших образований. Это митохондрии. Иногда они составляют до 20 процентов жидкого содержимого клетки. Именно здесь происходит окисление аминокислот, углеводов и липидов — жироподобных веществ. Во внутренней части митохондрий содержатся ферменты, участвующие в переносе электронов и наработке энергии.

Есть в клетке и другие образования. В лизосомах (этих мельчайших пузырьках, содержащих целый набор ферментов) идет переваривание разнообразных веществ, попадающих внутрь клеток. В рибосомах происходит синтез белка. Рибосомы — это в определенном смысле самая настоящая "белковая фабрика".

Вся остальная часть клетки — ее жидкая часть — носит название цитоплазмы. В ней содержится огромное количество самых различных ферментов. Вся цитоплазма, в свою очередь, состоит из уплощенных пузырьков, образований, напоминающих микроскопически малые цистерны, которые связаны между собой микроканальпами.

Итак, для живой клетки характерны высокая специализация, теснейшая взаимосвязь всех функций. Но в организме млекопитающих клетки находятся в еще более сложных взаимоотношениях друг с другом, а их деятельность контролируется центральной нервной системой, регулируется с помощью гормонов. Наконец, организм имеет единую кровеносную систему.

Представим себе, что с экспериментальными целями облучают живые клетки. Рассмотрим конкретный случай: облучаются клетки экспериментальной мыши. При облучении в клетке начинается жестокая война. Чем выше доза, тем сильнее нападающая сторона. Много клеток страдает в результате прямого попадания квантов энергии в молекулы биологически важных веществ. Значительно больше образуется продуктов косвенного действия радиации: продуктов радиационного распада воды и активных осколков молекул, которые называют радикалами.

Пострадавшая клетка мобилизует все силы для защиты, для восстановления. Процессы ионизации, возбуждения молекул, образование измененных молекул происходят одновременно во всех составных частях клетки и во всех тканях. Лучевое поражение начинается сразу во многих точках. Одновременно в организме активируются системы, которые исправляют, репарируют измененные радиацией биохимические процессы.

Конечный результат — выживает клетка или погибает — зависит от этих противоположно направленных потоков явлений.

Рядовой солдат не представляет себе картины битвы на большом участке фронта. Своими глазами он видит немногое. На картах армий и фронтов события приобретают масштабность. Но зато солдат на себе чувствует, что значит острие стрелки, нацеленной на штабной карте на его участок фронта.